“幾分歡喜幾分愁”EDA供應(yīng)商面對(duì)多核設(shè)計(jì)

試圖使現(xiàn)有EDA軟件線(xiàn)程化是一種“虧本行為”，因?yàn)樗鼈冏疃嘀荒芘c三或四個(gè)處理器一起工作，CLK公司的Katz表示。“確實(shí)需要一項(xiàng)全新的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目來(lái)建立線(xiàn)程化架構(gòu)。”他指出，“這真的是件非常難的事。”但其回報(bào)很豐厚：CLK公司的Amber據(jù)稱(chēng)能利用多達(dá)64個(gè)處理器獲得接近線(xiàn)性的加速。

Extreme DA公司的行銷(xiāo)總監(jiān)Graham Bell表示，在把EDA軟件用到多核CPU上時(shí)，存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)管理將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。“采用全局變量、不區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和執(zhí)行代碼的編程風(fēng)格，使得改寫(xiě)任務(wù)即使能實(shí)現(xiàn)也是極度困難。”他表示。

如果負(fù)載劃分不合適，Nascentric公司的Croix指出，通信開(kāi)銷(xiāo)將抵消掉并行機(jī)制所帶來(lái)的好處。

AuSim MT是為實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程處理而從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)的工具。Nascentric公司使用了“幾乎完全遵守編碼指南的”面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，Croix透露。

不僅僅針對(duì)新創(chuàng)企業(yè)

大型EDA供應(yīng)商們承認(rèn)多核帶來(lái)挑戰(zhàn)，但同時(shí)表示他們正在取得良好進(jìn)展。事實(shí)上，Mentor Graphics公司相信它的Calibre是全球最早的多線(xiàn)程EDA產(chǎn)品之一。Calibre技術(shù)行銷(xiāo)經(jīng)理John Ferguson表示，“多核是市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，我們相信在部署能充分發(fā)揮多核架構(gòu)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品方面，Mentor公司走在了前列。”

“不做多核就會(huì)被淘汰。”Magma公司物理驗(yàn)證事業(yè)部總經(jīng)理John Lee說(shuō)道，“英特爾和AMD也不再繼續(xù)提高時(shí)鐘周期，而是增加更多的內(nèi)核。如果你的產(chǎn)品不能充分發(fā)揮多核帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，那么你只能用到芯片的一半或四分之一性能。”

Magma公司最新推出的物理驗(yàn)證工具Quartz DRC從一開(kāi)始就支持分布式處理，但它并沒(méi)有增加多線(xiàn)程功能，而是采用了稱(chēng)作“流式數(shù)據(jù)流”的架構(gòu)。

“這種架構(gòu)非常有利于多核應(yīng)用，因?yàn)槟憧梢允箶?shù)據(jù)從一個(gè)內(nèi)核流向另一個(gè)內(nèi)核，而無(wú)需退到主存儲(chǔ)器或磁盤(pán)。”Lee指出。EDA軟件傳統(tǒng)上是采用一種“數(shù)據(jù)庫(kù)”架構(gòu)把大量數(shù)據(jù)載入內(nèi)存，這樣做很不靈活，他解釋道。

與Magma的數(shù)據(jù)流架構(gòu)相比，多線(xiàn)程在細(xì)顆粒度并行處理方面的能力要稍弱些，Lee指出。盡管如此，Magma公司在具有多核功能的快速Spice仿真器FineSim中，還是采用了多線(xiàn)程技術(shù)。

Cadence公司支持多線(xiàn)程技術(shù)的工具有Encounter RTL Compiler全局綜合、First Encounter、Space-Based Router、NanoRoute和Chip Optimizer。不管是在多CPU工作站還是在多核CPU上，這些工具都能正確運(yùn)行，Vucurevich指出。其中大多數(shù)工具還能運(yùn)行于分布式網(wǎng)絡(luò)。

Chip Optimizer和Space-Based Router是最新的軟件工具，完全根據(jù)多線(xiàn)程技術(shù)要求而設(shè)計(jì)。不過(guò)它們需要依賴(lài)于不具備線(xiàn)程安全性的OpenAccess數(shù)據(jù)庫(kù)，Vucurevich 表示。Encounter RTL Compiler已經(jīng)針對(duì)多線(xiàn)程進(jìn)行了改寫(xiě)。雖然該工具只有特定部分能實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程，但是這倒不是什么大問(wèn)題，Vucurevich補(bǔ)充道。

“最徹底、也最具風(fēng)險(xiǎn)性的方法，就是針對(duì)多核處理重構(gòu)應(yīng)用軟件。”vucurevich表示，“人們都不愿意冒險(xiǎn)，即使某款應(yīng)用軟件的市場(chǎng)反應(yīng)很好。這也是為什么人們注重方法實(shí)效的原因。”

新思公司的Galaxy IC實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)的多種工具采用了多線(xiàn)程、分割、并行處理或分布式處理等方法，新思公司IT高級(jí)總監(jiān)Hasmukh Ranjan指出。例如，PrimeTime時(shí)序分析儀可以使用跨越多個(gè)CPU的并行處理，來(lái)分析不同的時(shí)序和信號(hào)完整性。HSpice電路仿真器也具有多線(xiàn)程處理能力。

“新思公司的所有研發(fā)小組都在從事某種多核工作。”Ranjan說(shuō)，“EDA工具肯定會(huì)向多核發(fā)展，因?yàn)槲磥?lái)摩爾定律的優(yōu)勢(shì)不是來(lái)自同質(zhì)多核，就是來(lái)自具有特殊處理器的多核。”

不過(guò)Ranjan也指出，許多EDA工具要求訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器中的全芯片數(shù)據(jù)庫(kù)。由于存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)帶寬的限制，在多核處理器上運(yùn)行軟件可能導(dǎo)致性能下降。因此，對(duì)處理器供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，改進(jìn)總線(xiàn)架構(gòu)、緩存容量和存儲(chǔ)速度尤其重要。

“如果這些方面沒(méi)有改進(jìn)，數(shù)據(jù)瓶頸將抵消新增內(nèi)核所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。”Ranjan表示。